地表沉陷变形的非线性研究

简要介绍非线性理论应用于地表沉陷领域的一些研究成果.主要包括两部分(1)神经网络理论在地表沉陷中的应用.建立减缓地表下沉,BP神经网络模型,预测开采引起的地表沉陷.(2)离散单元法在地表沉陷中的应用.利用离散元解决非线性问题的特点,分析注浆前、后岩层的移动和变形.研究表明,利用神经网络方法和离散元数值模拟可以很好地解决岩层移动的非线性变形,有效地指导工程实践.     

哈密图拉尔根镁铁-超镁铁岩磁法异常解释

图拉尔根镁铁-超镁铁岩型铜镍硫化物矿床航磁异常不明显,但地面磁法ΔT有4 000 nT异常幅值。在磁法异常不同高度上延,显示岩体向下有较大延伸,通过勘探剖面对比,推断由含矿岩体引起。揭示地面磁法在本区寻找此类岩体和铜镍矿床重要性。     

湛江市深层承压水铁分布和地球化学模拟研究

在广东省湛江市深层承压水开采过程中,在开采区内形成了区域水位降落漏斗。降落漏斗的形成对深层承压水的化学特性产生了一些影响,具体表现为：西部和西北部铁含量低,北部铁含量高,降落漏斗附近铁含量中等。对降落漏斗内深层承压水铁分布进行演化模拟计算,结果表明,降落漏斗内深层承压水的补给可能来自北部高铁承压水、西部和西北部低铁承压水以及浅层承压水。深层承压水由这些地下水混合而成,高铁地下水是主要补给来源。降落漏斗中心区深层承压水的大量人工开采导致其铁含量升高。地下水在向降落漏斗中心区的径流过程中,不但发生了方解石、白云石和赤铁矿的溶解作用以及菱铁矿和水绿矾的沉淀作用,而且发生了Na⁺与Ca²⁺的交换、铁氧化-还原反应等一系列复杂的水-岩作用。     

广东清(远)-连(州)公路边坡变形破坏类型分析

清(远)至连(州)公路是广东省粤西北山区第一条一级高等级公路。地质条件复杂,构造发育,路堑边坡高陡,建成通车后时有边坡变形破坏发生,对公路的正常营运造成了严重威胁。作者通过大量的现场调查研究,在地层岩性、地质构造、水的作用以及人为作用等因素基础上,将清-连公路边坡主要变形破坏类型划分为以下6类:坡面冲刷、崩塌、落石、坍塌、滑坡、表层溜坍、剥落。其中前4种灾害规模大、数量多,对公路运输威胁较大。并分别对不同边坡变形破坏的特征机理及其发展趋势进行了深入的分析研究,有针对性地提出了清-连公路边坡变形破坏防治的基本原则和减灾防灾策略,希望能对清-连一级公路顺利的实施升级改造有所帮助,以减轻或防止灾害造成的损失,确保公路的畅通和行车安全。     

岩溶作用及其碳汇强度计算的“入渗-平衡化学法”——兼论水化学径流法和溶蚀试片法

岩溶作用通过碳酸盐岩溶解时消耗大气或土壤CO2成为重要的碳汇过程。本文首先简要介绍了定量评价岩溶作用及其碳汇强度的水化学径流法和碳酸盐岩溶蚀试片法及其优缺点,即水化学径流法仅适用于边界清楚且为全排型的流域,而试片法仅适用于土壤中不含碳酸盐矿物的条件。继而推导出了岩溶作用及其碳汇强度计算的“入渗-平衡化学法”(或称“潜在最大溶蚀法”),该方法的优点在于只要知道了相关地区的基本气候资料,如温度、降水和蒸发蒸腾数据,即可计算出该地区的岩溶作用及其碳汇强度。     

层次分析-多级模糊评判法在贵州普晴锑(金)矿区综合信息成矿预测中的应用

因综合信息成矿预测涉及的控矿因子较多,各度量指标间具有一定的层次性,有些定性指标还具有模糊性特征,高精度和定量化一直是制约其发展的难题。为了实现对研究程度较低的新矿区的成矿预测,并解决上述难题,本文试图将专家的主观判断与精确的数学运算巧妙地融合,将复杂问题及定性指标定量化,使评价过程和评判结果更具客观性,建立一种层次分析-多级模糊评价的成矿预测模型。以贵州大厂锑(金)矿田普晴矿区为例,选取地质、化探和遥感多元致矿信息,基于GIS平台,建立了层次分析-多级模糊评判的综合信息成矿预测模型,最终圈定出锑(金)矿远景区18个,其中Ⅰ、Ⅱ和III级远景区分别有4个、5个和9个。根据勘查验证,预测结果较为客观有效。     

meso-四(4-三甲铵苯基)卟啉荧光熄灭法测定痕量金的研究

提出了用meso-四(4-三甲铵苯基)卟啉荧光熄灭法测定痕量Au,对反应机理进行了初步探讨。该体系稳定,25ml体积中Au量0～0.1μg时与△F值呈良好的线性关系,检出限为0.1ng/ml。对于0.08μgAu测定12次,其RSD为2.3％。方法已应用于金矿中痕量Au的测定。     

广州金沙洲岩溶区地下水位变化与地面塌陷及地面沉降关系探讨

金沙洲可溶性灰岩分布面积广,岩溶洞隙发育,洞隙及地下水的连通性强,上覆第四系松散土体中软土广泛分布,客观存在岩溶地面塌陷及地面沉降的地质环境条件。2007年4月起,受某高铁隧道施工抽排地下水的影响,金沙洲地下水出现异常波动,引发了地面塌陷及地面沉降。文章根据监测数据,经对比分析结果表明,区内岩溶地面塌陷及地面沉降受控于地下水位的变化,地下水位波动至基岩面附近时,是地面塌陷较活跃的时期,地面沉降与地下水位变化呈正向相关。文章进一步对地面沉降与地下水位变化关系的机理进行了探讨,认为目前地下水位尚未恢复正常的区域仍存在地面塌陷及地面沉降的隐患。     

疏降地下水引起地面塌陷浅析--以淮南煤矿区为例

以淮南西部矿区为例，介绍了该地区自20世纪60年代开采煤矿以来，由于疏降地下水，引起的地面塌陷。为了研究灰岩水动力场规律，先后在该区进行多时段、多水平放水试验。研究表明，覆盖粘土层、岩溶及人工疏降地下水，是该地区岩溶塌陷形成的基本条件。通过对粘土盖层性质、疏降地下水岩溶塌陷演化过程及塌陷机理与对应阶段过程综合分析，结合区域地质条件，掌握了塌陷点的分布规律。对目前西部地区塌陷“复活”、整治及未来城市规划，提出了建设性建议。     

我国地面沉降现状及防治对策研究

文章以长江三角洲、华北平原及汾渭地堑地区为重点提出开展全国地面沉降防治的建议。地面沉降主要是由于不合理开采地下水引发的一种区域性的缓变地质灾害，成灾慢，但损失大，不易治理。同时，在上述三大地区由于地面沉降还伴发了地裂缝灾害。粗略统计，1949年以来，我国地面沉降造成的损失累计高达4500—5000亿元，其中，年均总损失为90～100亿元，年均直接损失8～10亿元。文章建议：利用10～15a时间，综合研究第四系结构、含水层结构及地下水环境、基底地形与断块构造特征，建立三维可视化数字平台；查明全国地面沉降灾害分布状况和演化规律，开展地灾风险评估及地质环境安全功能区划；建成全国地面沉降现代化监测控制网络；开展地面沉降防治，严格控制地下水开采，实施以控制地面沉降为目标的含水层修复等减灾工程。文章总结了禁采或限采地下水、优化地下水开采层位、浅层地下水开发利用、地下水人工回灌与含水层修复等地面沉降防治经验。     

综合物探方法在广州市金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用

综合运用跨孔地震CT、探地雷达、高密度电阻率法、浅层地震反射波、土壤氡浓度和波速测试6种物探方法,对广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害进行探测,查明了该区的溶洞、土洞及构造破碎带的分布。介绍了各种方法技术,对综合物探成果进行总结,结合实例说明综合物探方法在该区的应用取得了显著效果,为地质灾害防治提供了基础地质资料。在广花盆地岩溶发育区,首次应用跨孔地震CT探测建筑物地下岩溶分布,为评价受岩溶地质灾害影响的建筑物安全提供依据。     

Mine subsidence damage from room and pillar mining in Illinois

Summary Data is presented on case histories of subsidence damage occurring over abandoned room and pillar mines in Illinois. The major modes of behaviour and damage in houses from sag-subsidence are described and summarized. The houses rested on crawl-space and basement foundations built from concrete and masonry. The prevalent mode of failure of bearing walls was inward bending. Failure is analysed and conventional design procedures are used to evaluate foundation failure.     

双鸭山煤矿地面塌陷及防治

双鸭山煤矿是我国的重要工业基础之一，也是黑龙江省地质灾害较严重的矿区。文章概述了双鸭山矿区地面塌陷现状，到1999年，双鸭山矿区采空面积11661hm^2，各矿累计地面塌陷面积6195hm^2；阐述了地面塌陷的危害，即地面塌陷造成地面建筑物破损严重，威胁着居民的生命及财产安全，基础设施和农田水利设施遭到破坏，对生产安全、环境和社会产生干扰和影响；分析了产生地面塌陷的9个原因；对地面塌陷进行了预测，即双鸭山煤矿地面塌陷面积平均每年增加18.93hm^2，则地面塌陷将由1999年的6195hm^2，增加到2010年的8898.4hm^2；最后提出了地面塌陷防治的9个对策。     

地面沉降研究与防治认识论与方法论刍议

本文试从认识论与方法论的角度初步探讨地面沉降研究与防治中的基本问题。     

受采煤沉陷影响黄土层滑移分析--以甘肃省窑街煤矿为例

滑坡的发生有其特定内因及外因。厚黄土层的滑坡(移)主要由自然条件及人为因素决定。在采煤沉陷区域特别在山区,由于地表的下陷及移动变形更容易发生山坡土体的滑移。文章指出,地下采煤导致上坡方向的黄土层产生具有垂直裂缝的裂隙带。矿区由于人为活动影响,使其周边地表环境发生改变。分析山区地表滑移的力学机制及发生条件,可知黄土层与基岩面间若存在松散土层、千枚岩、泥岩等易于泥化的地质体,在采煤沉陷裂隙带及降水的影响下,一定范围内黄土层就会随湿重的增加而满足失稳条件并沿近乎平面的曲面滑移。文章分析窑街矿区滑坡事例,指出厚黄土层的滑坡灾害除了受地形地貌、地质环境、气候等自然条件控制外,还受人类活动与社会经济条件的影响。即由采煤沉陷及特殊自然地质环境综合造成的厚黄土层滑坡是一种特殊的人为地质灾害。     

淮北刘桥二矿七含涌(突)水机理研究

刘桥二矿在开采4煤过程中，七含突水次数达38次之多，严重影响煤矿安全生产。文章在系统地分析刘桥二矿七含涌突水概况的基础上，提出了该矿七含涌突水的主要机理为断裂构造的控制作用和矿山压力的促进作用；指出了砂岩含水层的裂隙发育程度和富水性强弱、煤层的厚度、断层的作用以及4煤与含水层之间隔水层厚度的大小等，是影响工作面涌水的主要因素。研究结果对煤矿砂岩水害的有效防治具有重要的指导意义。     

参数累积估计灰色模型及地面沉降预测

基于传统GM（1,1）地面沉降预测模型的非稳定性,引入参数累积估计方法来代替最小二乘法,构建了参数累积估计的灰色沉降预测模型。通过对上海市地面沉降的预测,证实模型降低了矩阵条件数,提高了沉降预测的稳定性,进而对上海市分层沉降进行了预测,并给出相应的模型稳定性判别,预测结果给出了上海沉降的发展趋势,为地面沉降的合理防治提供了帮助。